A degenerescência do código genético: o básico

O código genético é expresso como codões, um sistema de codificação de informações sobre a estrutura de proteínas, inerente a todos os organismos vivos do planeta. Descriptografia levar décadas, mas o fato de que ele existe, a ciência é entendida quase um século. Versatilidade, especificidade, unidireccional, e, especialmente, a degenerescência do código genético tem significado biológico.

História de descobertas

O problema de codificação de informação genética sempre foi fundamental na biologia. Pela estrutura da matriz do código genético, ciência progredido bastante lentamente. Desde a descoberta do J. Watson e Crick em 1953. A estrutura de dupla hélice do DNA entrou numa fase de resolução de uma estrutura de código em si, o que levou a crença na majestade da natureza. A estrutura linear de proteínas e de DNA da mesma estrutura implicou a presença do código genético, a correspondência entre os dois textos, mas gravado com diferentes alfabetos. E se o alfabeto de proteínas tem sido conhecido, as marcas de DNA foram objecto de estudo da biologia, física e matemática.

Não há necessidade de descrever todos os passos na solução deste enigma. experiência directa, provou e confirmou que entre os codões de ADN e aminoácidos da proteína existe uma clara e consistente, respectivamente, realizada em 1964 Charles Janowski e S. Brenner. Um outro – durante a descodificação do código genético in vitro (in vitro) usando técnicas de síntese de proteínas em estruturas sem células.

Totalmente código desencriptado E. Coli foi promulgada em 1966, os biólogos no simpósio em Cold Spring Harbor (EUA). Em seguida, abriu a redundância (degenerescência) do código genético. O que isto significa, é explicado simplesmente.

decodificação continua

Obtendo decifrar os dados de código hereditários tornou-se um dos eventos mais significativos do século passado. Hoje, a ciência continua a explorar em profundidade os mecanismos de sistema molecular codificação e suas características e uma superabundância de sinais, o que se expressa na propriedade da degenerescência do código genético. Um estudo separado da indústria – a origem e evolução do sistema de material de codificação hereditária. polinucleidos evidência ligando (ADN) e poliptidos (proteas) deu um impulso para o desenvolvimento da biologia molecular. E isso, por sua vez, biotecnologia, bioengenharia, descobertas na criação e crescimento da planta.

Dogmas e regras

Início dogma da biologia molecular – a informação é transferida do DNA para o RNA mensageiro, e depois com ela sobre a proteína. Na direcção oposta da transmissão é possível a partir de ARN para ADN e ARN no outro ARN.

Mas a matriz ou a base de DNA permanece sempre. E todas as outras características básicas de transferência de informação – um reflexo da natureza da transferência da matriz. Ou seja, através da realização de transmissão para a síntese de outras moléculas da matriz, que será a reprodução da estrutura de informação genética.

código genético

Linha estrutura de moléculas de proteína de codificação por meio de cods complementares (tripletos) nucleótidos, que apenas 4 (adein, guanina, citosina, timina (uracilo)), o que leva espontaneamente para a formação de outras cadeias de nucleótidos. O mesmo número de nucleótidos e complementaridade química – esta é a principal condição para tal síntese. (- aminoácidos proteína nucleótidos de ADN), mas a formação de uma molécula de proteína de qualidade correspondente a quantidade e qualidade dos monómeros não é. Este é o código hereditária natural – sistema de gravação da sequência de nucleótidos (codões) a sequência de aminoácidos da proteína.

código genético tem várias propriedades:

• Triplet.
• A singularidade.
• Orientação.
• Disjunção.
• Redundância (degenerescência) do código genético.
• Versatilidade.

Aqui está uma breve descrição, com foco na importância biológica.

Tripleto, continuidade e semáforos disponibilidade

Cada um dos 61 aminoácidos que correspondem a uma semântica t (tripleto) nucleótidos. Três trigêmeos não carregam informações sobre o aminoácido e são códons de parada. Cada nucleótido da cadeia é um membro da tripleto, e não existe por si só. No final e o início de uma cadeia de nucleótidos que correspondem a uma única proteína, são codões de paragem. Começam ou difusão de paragem (a síntese de uma molécula de proteína).

Especificidade e disjunção unidirecionalidade

Cada cod (tripleto) codifica apenas um aminoácido. Cada tripleto é independente de e não se sobrepor adjacente. Um nucleótido pode pertencer a apenas um tripleto na cadeia. A síntese de proteínas é sempre numa direcção codões de terminação única, que é controlada.

A redundância do código genético

Cada tripleto de nucleótidos codifica para um aminoácido. Um total de 64 nucleótidos, 61 deles – aminoácido codificado (sentido codão), e três – sem sentido, isto é, aminoácidos não codifica (codões de paragem). A redundância (degenerescência) do código genético é que as substituies podem ser feitas em cada tripleto – radical (levando a substituição amino ácido) e conservador (aminoácidos não mudam de classes). Ele é fácil calcular que, se um tripleto pode ser levada a 9 substituies de (1, 2 e 3, posição), cada nucleótido pode ser substituído por 4-1 = 3 a outra forma de realização, o número total de possíveis substituições de nucleótidos será de 61 para 9 = 549.

A degenerescência do código genético é mostrado no fato de que 549 opções – é muito mais do que o necessário para obter informações zakodirovki cerca de 21 aminoácidos. Neste caso de opções de substituição de 23 549 conduzir à formação de um codão de paragem, 134 + 230 substituição – são substituições conservadoras, e 162 – radicais.

Regra degeneração e exceções

Se dois codões têm dois primeiros nucleótidos idênticos, os restantes nucleótidos são apresentados com uma classe (purina ou de pirimidina), a informação que carregam o mesmo aminoácido. Esta é normalmente a degenerescência ou redundância do código genético. Duas exceções – AUA e UGA – primeiro codifica metionina, embora teria que isoleucina, eo segundo – um códon de parada, mas teria que codificam triptofano.

Significado degeneração e versatilidade

Estas duas propriedades do código genético tem o mais alto valor biológico. Todas as propriedades listadas acima são característicos da informação genética de todas as formas de organismos vivos em nosso planeta.

A degenerescência do código genético tem um valor adaptativo, como a duplicação repetida de um único código de aminoácidos. Além disso, isto significa uma redução significativa (degeneração) do terceiro nucleótido em um codão. Tal forma de realização minimiza as lesões mutacionais no ADN, que implicam graves violações na estrutura da proteína. Este é um mecanismo de proteção de organismos vivos do planeta.